Транскраніальна доплерографія

У більшості випадків діагностичного використання ультразвукової доплерографії її слід проводити разом з транскраніальної допплерографией. Виняток з цього правила становлять лиця з недостатньо вираженими або зовсім відсутніми «скроневими» вікнами, а також хворі, у яких здійснення транскраніальної доплерографії неможливо з інших причин (7-12% загальної кількості обстежуваних). У всіх ситуаціях, що вимагають верифікації, а також визначення характеру патології, що призвела до формування допплерографических змін, показано проведення дуплексного сканування або інших діагностичних процедур, референтних по відношенню до ультразвукової доплерографії.

Показання до проведення транскраніальної доплерографії

Транскраніальна доплерографія в даний час використовують як для діагностики ураження інтракраніальних судин і визначення змін потоку в їх просвітах, так і з метою моніторування показників кровотоку при різних патологічних і фізіологічних процесах. Прямі показання до динамічної оцінки мозкової гемодинаміки - підозра на мікроембола у осіб з атеросклеротичним, тромботическим ураженням екстракраніальних відділів брахіоцефальних артерій, захворюваннями серця, транзиторними ішемічними атаками емболіческого генезу; патологічний церебральний вазоспазм. Моніторування за допомогою транскраніальної доплерографії часто використовують в гострому періоді ішемічного інсульту. Крім того, метод широко застосовують для оцінки показників цереброваскулярної реактивності при стенозуючий / оклюзуючих патології екстра-та інтракраніальних відділів брахіоцефальних артерій, артеріальної гіпертензії і гіпотензії, різних формах ангиопатий і васкулітів, що супроводжуються ураженням різних відділів циркуляторного русла головного мозку. З використанням транскраніальної доплерографії виконують интраоперационное моніторування показників церебральної гемодинаміки при хірургічних втручаннях на серці та коронарних артеріях, речовині і судинній системі мозку, а також здійснюють оцінку ефективності медикаментозної терапії. Транскраніальну доплерографію можна використовувати в якості діагностичного методу для виявлення допплеровских ознак стенозів більше 50% по діаметру і / або оклюзії інтракраніальних артерій, визначення рівня артеріального припливу по ним в нормі і при різних відхиленнях (наприклад, вазоспазм, вазодилатація, артеріовенозне шунтування) в спокої і при навантаженнях. Діагностична значимість транскраніальної доплерографії незначно відрізняється від такої транскраниального дуплексного сканування, за винятком неможливості корекції допплерівського кута. Діагностичні критерії, які використовуються при цьому, аналогічні таким при ультразвукової доплерографії.

Методика проведення транскраніальної доплерографії

При транскраніальної доплерографії ехолокації доступні середні (сегменти Ml, рідше М2), передні (сегменти А1 і А2), задні (сегменти Р1 і Р2) мозкові артерії, інтракраніальний відділ внутрішньої сонної артерії, основна артерія, інтракраніальні ділянки хребетної артерії (сегменти V4), а також прямий синус, вени Розенталя і вена Галена. Можлива також реєстрація спектрів потоків з інших, більш дрібних артерій і вен, але при цьому не існує методів підтвердження правильності їх локації. Безпосередня локація сполучних артерій виллизиева кола також принципово неможлива.

У більшості відділів кістки черепа мають значну товщину і непроникні для ультразвукових хвиль навіть з низькими частотними характеристиками (1-2,5 МГц). У зв'язку з цим для локації кровотоку в інтракраніальних судинах використовують певні зони, звані ультразвуковими «вікнами». У цих областях кістки черепа тонші, або в них існують природні отвори, через які ультразвуковий промінь може безперешкодно потрапляти в порожнину черепа. Більшу частину інтракраніальних судин, принципова можливість локації яких не викликає сумнівів, досліджують при положенні датчика над лускою скроневої кістки. При цьому лоціруется внутрішню сонну артерію, передню, середню і задню мозкові артерії (так зване скроневе ультразвукове «вікно», або скроневий акустичний доступ). Інші вікна локалізовані в області краниовертебрального зчленування (субокціпітальное ультразвукове «вікно», у такий спосіб лоціруется сегменти V4 хребетної і основної артерії), над потиличних бугром (трансокціпітальное «вікно», прямий синус) і в області орбіти (трансорбітальний «вікно», очна артерія, внутрішня сонна артерія в інтракраніальних відділи).

Для підтвердження правильності ехолокації використовують комплекс ознак: глибину залягання судини, напрямок кровотоку в просвіті судини по відношенню до скануючої площині датчика, а також реакцію кровотоку в просвіті на компресійні проби. Останні припускають короткочасну (протягом 3-5 с) компресію просвіту загальної сонної артерії над гирлом (або дистальніше) на стороні локації. Падіння тиску в просвіті загальної сонної артерії дистальніше місця компресії і уповільнення або повне припинення кровотоку в ньому призводять до одночасного зниження (припинення) потоку в лоцируємого ділянці середньої мозкової артерії (сегменті Ml або М2). Кровотік в передньої мозкової артерії (А1) і задньої мозкової артерії (Р1) при компресії загальної сонної артерії залежить від будови виллизиева кола і функціональної спроможності передніх і задніх сполучних артерій відповідно. При відсутності патології кровотік в сполучних артеріях (при їх наявності) в спокої може бути відсутнім, бути двонаправленим або орієнтованим в сторону однієї їх з'єднуються артерій, що залежить від рівня тиску в їх просвітах. Крім того, довжина сполучних артерій і крайня варіабельність розташування не дозволяє для підтвердження правильності ехолокації використовувати непрямі ознаки, наведені вище. Тому для визначення функціональної спроможності (а не анатомічного наявності або відсутності) сполучних артерій виллизиева кола також використовують компресійні проби. Основні діагностичні обмеження транскраніальної доплерографії пов'язані з принциповою неможливістю візуалізації судинної стінки і зв'язаних з цим можливим характером якісних інтерпретацій одержуваних даних, складнощами в корекції допплерівського кута при «сліпий» локації потоків в інтракраніальних судинах, а також з існуванням множинних варіантів будови, відходження, розташування інтракраніальних артерій і вен (частота в популяції досягає 30-50%), при яких цінність ознак, що дозволяють верифікувати правильність ехолокації, знижується.

Інтерпретація результатів транскраніальної доплерографії

Об'єктивна інформація про стан мозкового кровотоку за даними транскраніальної доплерографії базується на результатах визначення лінійних швидкісних показників і індексів периферичного опору. У практично здорових людей при дослідженні в спокої допплерівські характеристики потоків в інтракраніальних артеріях можуть досить істотно варіювати, що обумовлено багатьма факторами (функціональною активністю мозку, віком, рівнем системного артеріального тиску і т.д.). Набагато більш постійні в часі симетрія кровотоку і його показники в парних артеріях основи мозку (зазвичай асиметрія за значеннями абсолютних показників лінійних швидкісних характеристик потоків в передній, середній і задньої мозкових артеріях не перевищує 30%). Ступінь асиметрії лінійних швидкостей і периферичного опору в інтракраніальних відрізках хребетної артерії виражена більшою мірою, ніж в каротидному басейні, внаслідок варіабельності будови хребетної артерії (допустима асиметрія 30-40%). Визначення показників кровотоку в інтракраніальних судинах в спокої дає важливу інформацію про стан кровообігу в тканини мозку, проте її цінність значно знижується в зв'язку з наявністю системи ауторегуляції мозкового кровотоку, завдяки її функціонуванню рівень перфузії залишається постійним і достатнім в широкому діапазоні рівня системного (локального внутрипросветного) артеріального тиску і парціального тиску газів крові (РВ ₂ і рСО ₂ ). Забезпечення цієї постійності можливо завдяки функціонуванню локальних механізмів регуляції судинного тонусу, що становлять основу ауторегуляції мозкового кровообігу. Серед зазначених механізмів виділяють міогенний, ендотеліальний і метаболічний. Для визначення ступеня їх функціонального напруги при транскраніальної доплерографії тестують показники цереброваскулярної реактивності, побічно характеризують потенційну здатність церебральних артерій і артеріол до додаткового зміни свого діаметра у відповідь на дію подразників, вибірково (або щодо вибірково) активують різні механізми регуляції судинного тонусу. Як функціонального навантаження використовують стимули, близькі за дією до фізіологічних. В даний час для церебрального судинного басейну існують методики визначення функціонального стану миогенного і метаболічного механізмів ауторегуляції мозкового кровотоку. Для активації миогенного механізму (ступінь порушення його функцій приблизно відповідає зарплати ендотеліального) використовують ортостатичну (швидкий підйом верхньої половини тулуба на 75 ° з вихідного положення лежачи горизонтально), антиортостатическом (швидке опускання верхньої половини тулуба на 45 ° з вихідного положення лежачи горизонтально) і компресійну (короткочасна, протягом 10-15 с компресія просвіту загальної сонної артерії над гирлом) проби, введенням (зазвичай сублінгвальним) нітрогліцерину. Останній призводить до одночасної активації ендотеліального і миогенного механізмів регуляції судинного тонусу, оскільки дія цього препарату реалізується безпосередньо через гладком'язові елементи стінки артерій і опосередковано - через синтез вазоактивних факторів, що виділяються ендотелієм. Для вивчення стану метаболічного механізму ауторегуляції мозкового кровотоку використовують гіперкапніческой пробу (вдихання протягом 1-2 хв 5-7% суміші СО ₂ з повітрям), тест із затримкою дихання (короткочасна затримка на 30-60 с), гіпервентіляціонного пробу (форсоване дихання в протягом 45-60 с), внутрішньовенне введення інгібітора карбоангідрази ацетазоламіду. При відсутності ознак функціонального напруження регуляторних механізмів в спокої реакція на тести має позитивний характер. При цьому відзначають відповідне застосовуваної навантаженні зміна швидкісних показників кровотоку і периферичного опору, що оцінюється за величинами індексів реактивності, що відображають ступінь зміни допплеровских параметрів кровотоку у відповідь на навантажувальну стимуляцію в порівнянні з вихідними. При напрузі механізмів ауторегуляції внаслідок збільшення або зниження внутрипросветного тиску в церебральних артеріях або рСО ₂ в тканини мозку щодо їх оптимальних значень реєструють негативні, парадоксальні або посилені позитивні реакції (в залежності від вихідної спрямованості змін тонусу, діаметра церебральних судин і виду використовуваної навантажувальної стимуляції). При зриві ауторегуляції мозкового кровообігу, зазвичай характеризується нерівномірним розподілом у тканини мозку, змінюються реакції як на міогенні, так і на метаболічні проби. При вираженому напрузі ауторегуляції можлива патологічна спрямованість міогенних реакцій при позитивному характері відповідей на метаболічні тести. У осіб з стенозуючий / оклюзуючих патологією напруга ауторегуляторние механізмів відбувається при неспроможності або недостатній розвиток колатеральної компенсації. При артеріальній гіпертензії і гіпотензії до включення системи ауторегуляції призводять відхилення системного артеріального тиску від його оптимальної величини. При васкулітах і ангиопатиях обмеження тонічних реакцій пов'язані зі структурною трансформацією судинної стінки (фіброзно-склеротичні, некротичні зміни і інші генералізовані процеси, що призводять до порушень структури і функцій).

В основі ультразвукової детекції церебральної мікроемболіі лежить можливість визначення в допплеровском спектрі дистального кровотоку (в артеріях основи мозку) атипових сигналів, що мають характерні ознаки, що дозволяють диференціювати їх від артефактів. При моніторуванні кровотоку в інтракраніальних судинах з використанням транскраніальної доплерографії вдається не тільки зафіксувати мікроемболіческіе сигнали, але і визначити їх кількість в одиницю часу, а також в частині ситуацій - природу мікроемболіческого сигналу (відрізнити повітряну емболію від матеріальної), що може істотно впливати на подальшу тактику ведення хворого.

Діагностика і моніторування церебрального вазоспазму - одна з найбільш важливих методичних завдань транскраніальної доплерографії, враховуючи значення ангиоспазма в генезі іше-мічного пошкодження речовини головного мозку, обумовленого зривом метаболічного механізму ауторегуляції з подальшим формуванням гемодинамического феномена, аналогічного артеріолярное-венулярних шунтування. Патологічний церебральний вазоспазм розвивається при геморагічних порушеннях мозкового кровообігу, важкої черепно-мозкової травми, запальних ураженнях речовини головного мозку і його оболонок (менингитах, менінгоенцефаліті). Рідше причинами цього стану буває використання медикаментозних засобів (наприклад, деяких цитостатиків), а також опромінення голови з метою абляції у онкологічних хворих. Діагностичні ознаки церебрального вазоспазму при транскраніальної доплерографії - значне збільшення лінійних швидкісних показників кровотоку, зниження периферичного опору, допплерівські ознаки генералізованої турбулентності в потоках спазмованих артерій, парадоксальні або негативні реакції при навантажувальні тестуванні метаболічного механізму ауторегуляції мозкового кровотоку. У міру прогресування вазоспазма відзначають різного ступеня вираженості спастическую реакцію великих екстра-та інтракраніальних артерій з переважанням її в останніх. Чим важче спазм, тим вище лінійні швидкості потоків і нижче індекси периферичного опору. Оскільки екстра-та інтракраніальних спастическая реакція виражена по-різному, але з цілком певним співвідношенням, що збільшується з наростанням тяжкості спазму (за рахунок все більшої виразності в інтракраніальних відділах), для її верифікації і градації використовують спеціальні розрахункові індекси. Зокрема, для характеристики ступеня вазоспазма в каротидної системі застосовують індекс Ліндегарда, що відображає відношення пікової систолічної швидкості потоку в середній мозковій артерії до такої в екстракраніальних відділі відповідної внутрішньої сонної артерії. Збільшення зазначеного індексу свідчить про посилення ангиоспазма.

Дослідження методом транскраніальної доплерографії венозної системи головного мозку детермінуються, з одного боку, варіабельністю будови церебральних вен, з іншого - обмеженнями акустичних доступів і способів верифікації правильності ехолокації (що особливо актуально для глибоких вен і синусів). Найбільше практичне значення має визначення допплеровских характеристик кровотоку в прямому синусі в спокої і при проведенні функціональних навантажувальних тестів, спрямованих на зміну (підвищення) внутрішньочерепного тиску. Важливість подібних процедур визначається можливістю неінвазивної верифікації та оцінки ступеня вираженості внутрішньочерепної гіпертензії, а також ряду інших патологічних станів (наприклад, тромбозів синусів твердої мозкової оболонки). У подібних ситуаціях діагностично значущі ДОППЛЄРОГРАФІЧНІ критерії - підвищення лінійних показників кровотоку в глибоких венах і прямому синусі, а також атипові реакції при антиортостатическом навантаженнях зі зміщенням «точки перегину» внаслідок обмеження резерву об'ємної і еластичної компенсації.

У випадках із значним збільшенням внутрішньочерепного тиску (до рівня, порівнянного з артеріальним або перевищує його) розвивається гемодинамическая ситуація, що характеризується значним зниженням або повним припиненням артеріального припливу до мозку ( «церебральний циркуляторний арешт»), що призводить до смерті мозку. При цьому допплерівський спектр кровотоку з інтракраніальних артерій отримати не вдається (або лоціруется двонаправлений потік з різко зниженою швидкістю), в екстракраніальних відділах брахіоцефальних артерій усереднена за часом лінійна швидкість кровотоку редукована або дорівнює нулю. Доцільність дослідження з використанням ультразвукової доплерографії кровотоку в екстракраніальних (внутрішніх яремних) венах до теперішнього часу не визначена.